Neue Methode zur Messung der Biodiversität entwickelt Forscher enträtseln Artenvielfalt - scinexx | Das Wissensmagazin
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Neue Methode zur Messung der Biodiversität entwickelt

Forscher enträtseln Artenvielfalt

Blätterdach im Sinharaja Tropenwald auf Sri Lanka: Das Foto zeigt Shorea trapezifolia in der Blüte. Diese Art ist einer der dominanten Laubbaumarten, die feuchte Habitate an Berghängen in mittleren und niedrigen Lagen bevorzugen. Das Untersuchungsgebiet wurde 1978 als Weltbiosphären-Reservat ausgewiesen und zählt seit 1988 zum UNESCO-Weltnaturerbe. © Nimal Gunatilleke, Universität Peradeniya

Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um die Auswirkungen von Arten auf die lokale Biodiversität zu messen. Sie können damit feststellen, ob eine bestimmte Spezies die Artenvielfalt fördert oder unterdrückt.

Die Technik erweitert das bei Wissenschaftlern bekannte Verfahren, die Artenanzahl in Abhängigkeit von der Flächengröße zu untersuchen – die so genannte species-area relationship (SAR)- um aufwendige statistische Methoden. Damit kann nun auch die Rolle einzelner Arten in ihrer Auswirkung auf die Artenvielfalt beschrieben werden. Mit diesem individualisierten Verfahren – individual species-area relationship (ISAR) – können Schlüsselarten leichter ermittelt werden.

Diversität durch die Brille der Arten betrachtet

„Wir betrachten die Diversität im Ökosystem gewissermaßen durch die Brille der einzelnen Arten“, sagt Co-Autor Andreas Huth vom UFZ in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Damit wird es künftig leichter, die Rolle einzelner Arten in Ökosystemen zu verstehen und gezielte Schutzmaßnahmen für Schlüsselarten zu treffen. Außerdem lassen sich so die ökologischen Folgen von Veränderungen in der Landnutzung besser untersuchen.

Die Forscher werteten mit ihrer neuen Methode einzigartige Daten von zwei tropischen Wäldern in Panama und Sri Lanka aus, die zu einem vom Smithsonian Tropical Research Institute organisierten Netzwerk gehören. In diesem Netzwerk wird seit Jahren in tropischen Wäldern rund um den Globus auf zwölf ausgesuchten bis zu 50 Hektar großen Probeflächen jeder einzelne Baum mit einem Stamm dicker als ein Bleistift kartiert.

Dabei verglichen die Forscher etwa 40.000 größere Bäume im tropischen Regenwald auf der Insel Barro Colorado mit denen im Nationalpark Sinharaja auf Sri Lanka. Zur Überraschung der Forscher hinterlassen mehr als zwei Drittel aller Arten keine identifizierbaren Spuren in der lokalen Artenvielfalt und die anderen Baumarten wirkten sich nur in ihrer unmittelbaren Umgebung, im Umkreis von bis zu 20 Metern, auf die lokale Artenvielfalt aus, aber nicht auf großen Skalen.

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„Abstoßende“ und „anziehende“ Arten

Diese Erkenntnisse stützen die heftig diskutierte „Neutrale Theorie“, wonach die Eigenschaften von Arten für die Stabilität und Diversität von Ökosystemen nur eine untergeordnete Rolle spielen. Offenbar basiert der Artenreichtum tropischer Regenwälder auf ausgeglichenen Interaktionen zwischen den Arten.

Stamm von Zanthoxylum ekmanii, einer der untersuchten tropischen Baumarten auf Barro Colorado Island (BCI) in Panama. © Smithsonian Tropical Research Institute, Center for Tropical Forest Science (STRI-CTFS)

„Bisher ist unter Biodiversitätsforschern umstritten, welche Prozesse dafür sorgen, dass eine hohe Artenvielfalt entstehen kann und welche Prozesse diese komplizierten Systeme stabil halten“, erklärt Thorsten Wiegand.

Auf der Untersuchungsfläche in Panama gab es viele „abstoßende“ Arten. In Sri Lanka dagegen dominieren „anziehende“ Arten, die die Artenvielfalt fördern. Wieso sich diese beiden Tropenwälder in dieser Frage so stark unterscheiden, ist noch ungeklärt. Immerhin kam das Verfahren neu zum Einsatz.

Universelle Methode

„Wir haben die neue Methode zwar im tropischen Regenwald erstmals angewendet, aber sie ist universell für Pflanzen in allen Ökosystemen einsetzbar“, sagt Huth. Die neue Methode schließt eine Lücke zwischen einer eher groben Beschreibungen der Artenvielfalt (für das ganze Ökosystem) und extrem detaillierten Analysen (Wechselwirkungen zwischen einzelnen Arten). Künftig soll diese neue Methode auch mit den bereits am UFZ entwickelten Waldmodellen kombiniert werden.

(idw – Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ, 19.02.2008 – DLO)

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